родился в городе Ветлуге Костромской губернии в многодетной семье чиновника лесного ведомства Василия Федоровича Розанова (1822—1861). Рано потерял родителей, воспитывался старшим братом Николаем (1847—1894). В 1870 году переехал с братьями в Симбирск, где его брат преподавал в гимназии.
После гимназии поступил на историко-филологический факультет Московского университета, где слушал лекции С. М. Соловьёва, В. О. Ключевского, Ф. Е. Корша и др. На четвёртом курсе был удостоен стипендии имени А. С. Хомякова. Тогда же женился на А. П. Сусловой, бывшей в 1860-е годы подругой Достоевского.
Окончив университет в 1882 году, отказался держать экзамен на магистра, решив заниматься свободным творчеством. В 1882—1893 годах преподавал в гимназиях Брянска, Симбирска, Ельца, Белого, Вязьме). Его первая книга «О понимании. Опыт исследования природы, границ и внутреннего строения науки как цельного знания» (1886) (представляла собой один из вариантов гегельянского обоснования науки) успеха не имела. В том же году Суслова покинула Розанова, но отказалась (и отказывалась всю его жизнь) пойти на официальный развод.
Большую известность получил литературно-философский этюд Розанова «Легенда о великом инквизиторе Ф. М. Достоевского» (1891), положивший начало последующему истолкованию Ф. М. Достоевского как религиозного мыслителя у Н. А. Бердяева, С. Н. Булгакова и других мыслителей; позднее Розанов сблизился с ними как участник религиозно-философских собраний (1901—1903). В 1900 году Мережковским, Минским, Гиппиус и Розановым основывается Религиозно-Философское Общество. С конца 1890-х годов Розанов стал известным журналистом позднеславянофильского толка, работал в журналах «Русский вестник» и «Русское обозрение», публиковался в газете «Новое время».
В 1891 году Розанов тайно обвенчался с Варварой Дмитриевной Бутягиной, вдовой учителя Елецкой гимназии.
Несогласие философа с постановкой школьного образования в России выражено в статьях «Сумерки просвещения» (1893) и «Афоризмы и наблюдения» (1894). В сочувственных тонах описывал брожение в период русской Революции 1905—1907 годов в книге «Когда начальство ушло» (1910). Сборники «Религия и культура» (1899) и «Природа и история» (1900) были попытками Розанова найти решение социальных и мировоззренческих проблем в церковной религиозности. Однако его отношение к православной церкви («Около церковных стен», т. 1—2, 1906) оставалось противоречивым. Вопросам отношения церкви к проблематике семьи и сексуальным отношениям посвящена книга «Семейный вопрос в России» (т. 1—2, 1903). В сочинениях «Тёмный лик. Метафизика христианства» (1911) и «Люди лунного света» (1911) Розанов окончательно расходится с христианством по вопросам пола (противопоставляя при этом Ветхий Завет как утверждение жизни плоти — Новому).
Статьи Розанова, посвящённые делу Бейлиса привели к конфликту с Религиозно-Философским Обществом, в котором состоял философ. Религиозно-Философское Общество, признавшее процесс Бейлиса «оскорблением всего русского народа», призвало Розанова выйти из своего состава, что он вскоре и сделал.
Поздние книги «Уединённое» (1912), «Смертное» (1913) и «Опавшие листья» (ч. 1—2, 1913—1915) представляют собой собрание разрозненных эссеистических набросков, беглых умозрений, дневниковых записей, внутренних диалогов, объединённых по настроению. Существует мнение, что в это время философ переживал глубокий духовный кризис, не находивший разрешения в безоговорочном принятии христианских догматов, к которому Розанов тщетно стремится; следуя этому воззрению, итогом мысли Розанова можно считать пессимизм и «экзистенциальный» субъективный идеализм в духе С. Кьеркегора (отличающийся, однако, культом индивидуальности, выражающей себя в стихии пола). Подверженный этому пессимизму, в набросках «Апокалипсис нашего времени» (выпуски 1—10, с ноября 1917 года по октябрь 1918 года) Розанов с отчаянием и безнадёжностью принимает неизбежность революционной катастрофы, полагая её трагическим завершением российской истории.
Воззрения и труды Розанова вызывали критику как со стороны революционных марксистов, так и либерального лагеря русской интеллигенции.
В 1917 году Розановы переехали из Петрограда в Сергиев Посад и поселились в трех комнатах дома ректора Свято-Троицкой семинарии (это жилье им подобрал философ о. Павел Флоренский). Перед кончиной Розанов открыто нищенствовал, голодал.
В. В. Розанов похоронен с северной стороны храма Гефсиманского Черниговского скита в Сергиевом Посаде.
